- 化学平衡
- 共20016题
在一定温度下，4L密闭容器内M、N两种物质随时间变化的曲线如图所示：
⑴由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 。
⑵若ｔ2 =2min，计算反应开始至ｔ２时刻，M的平均化学反应速率为：_____。
(3)ｔ3 min末N的正反应速率与 ｔ3min后N的正反应速率相比 (填 “大”“小”或“相等”)。
正确答案
（1）2N
试题分析：由图可以知道，达到平衡状态，N反应了6mol，生成了M为3mol，所以反应的化学方程式为2N
点评：本题考查了化学方程式和化学平衡的基本计算，本题不难。
(12分)(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度，K值越大，表示 _________ ，K值大小与温度的关系是：温度升高，K值_____________ 。(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)。
(2) 一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)
根据题意完成下列各题：
①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝ ，升高温度，K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在500 ℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H2)＝ 。
③据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_________________________(用化学方程式表示)。
正确答案
(12分)
(1) 可逆反应的进行程度越大 可能增大也可能减小
(2) ①K＝
③Cu2O＋CO
本题考查了化学平衡移动的基本知识与技能。
(2)①由图像可知，升高温度，产物的量减小，即平衡左移，K值减小，正反应是放热反应。②v=
已知：2SO2（g）+O2（g）
2NO（g）+O2（g）
2SO3（l）
则NO2与SO2反应生成SO3（l）和一种无色气体的热化学方程式 ；
若在一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于恒容密闭容器中发生上述反应，
①下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
②该反应达平衡时，测得NO2的转化率为50%，则反应前后容器内压强比为 。
③恒压密闭容器中发生上述反应时，若加入Ar气，使得反应速率 （变大、变小或不变）。
正确答案
SO2（g）+NO2（g）
①a,b ② 6:5 ③变小
考查盖斯定律的应用。由反应①2SO2（g）+O2（g）
①因为反应前后体积是变化的，所以当压强不再变化时，可以说明已经达到平衡。颜色的深浅与其浓度大小有关，所以当颜色不再变化时，也可以说明已经达到平衡状态。三氧化硫是液体，C不正确。消耗消耗1 mol SO3的同时必然生成1 molNO2 m，不能说明。
② SO2（g）+NO2（g）
起始量（mol） 2 1 0 0
转化量（mol） 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡量（mol） 1.5 0.5 0.5 0.5
反应前后容器内压强比为
③恒压密闭容器中发生上述反应时，若加入Ar气，则容器的体积必然增大，即物质的浓度会减小，反应速率则降低。
合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流方向。
⑴下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是 。
A．植树造林，保护森林，保护植被
B．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气
C．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高
D．倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率
⑵科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将CO2和H2以1∶4比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式：CO2＋4H2
⑶CO2合成生产燃料甲醇（CH3OH）是碳减排的新方向。进行如下实验：某温度下在1 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，发生：CO2(g)+3H2(g )
A．CO2百分含量保持不变
B．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1
C．容器中混合气体的质量保持不变
D．CO2生成速率与CH3OH生成速率相等
现测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如左下图所示。从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）= mol/（L·min）。
⑷CO在催化作用下也能生成甲醇：CO(g)+2H2(g) 
①若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为VAL，则A、B两点时容器中，n(A)总︰n(B)总= 。
⑸以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH= 2K2CO3+6H2O，通入甲醇的电极为燃料电池的负极，正极发生的电极反应式为 。
正确答案
⑴B ⑵CH4 ⑶AD 0.375 ⑷①大于 ②5:4 ⑸O2+2H2O+4e—=4OH—
试题分析：（1）A、植树造林，保护森林，保护植被，可以吸收CO2，减少CO2的排放，A正确；B、石油和煤等均是化石燃料，不可再生，因此加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气是不正确的，B不正确；C、推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高，有利于节能减排，C正确；D、倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率，有利于节能减排，D正确，答案选B。
（2）根据原子守恒可知，反应中另外一种生成物是甲烷，即CO2＋4H2CH4＋2H2O。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则A、CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，A正确；B、平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1不能说明反应达到平衡状态，B不正确；C、根据质量守恒定律可知容器中混合气体的质量始终保持不变，不能说明达到平衡状态，C不正确；D、CO2生成速率与CH3OH生成速率相等满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率是相反的，因此可以说明达到平衡状态，D正确，答案选AD；根据图像可知反应进行到12min时达到平衡状态，此时生成甲醇的浓度是1.5mol/L。所以根据方程式可知消耗氢气的浓度是1.5mol/L×3＝4.5mol/L，所以氢气表示的反应速率为4.5mol/L÷12min＝0.375 mol/（L·min）。
（4）①升高温度，反应速率增大，反应开始到达平衡状态所需的时间要少，所以反应开始到达平衡状态所需的时间tA大于tC；
②A点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol，则：
CO（g）+2H2（g）
1 2
5mol 10mol
故A点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol
B点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol，则：
CO（g）+2H2（g）
1 2
7mol 14mol
故B点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4。
（5）原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，所以在该原电池中氧气在正极通入，电解质溶液显碱性，则正极电极反应式为O2+2H2O+4e—＝4OH—。
（10分）弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的沉淀溶解平衡均属于化学平衡。
I、已知H2A在水中存在以下平衡：H2A
⑴Na2A溶液显碱性的原因 (用离子方程式回答)。
⑵某温度下，若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中下列关系中，一定正确的是 。
A．c(H＋)·c(OH－)＝1×10―14 B．c(Na＋)+c(K＋)＝c(HA－)+2c(A2－)
C．c(Na＋)＞c(K＋) D．c(Na＋)+c(K＋)＝0.05 mol/L
⑶已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：
CaA(s)
①降低温度时，Ksp (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。
②滴加少量浓盐酸，c(Ca2＋) 。
II、⑷已知常温下Mg(OH)2在pH=12的NaOH溶液中Mg2+的浓度为1.8×10-7mol/L，则 Ksp[Mg(OH)2]= 。
正确答案
（10分，每空2分）⑴ A2- + H2O
⑵ BC⑶ ①减小 ②增大 ⑷1.8×10-11
⑴Na2A是强碱弱酸盐，水解显酸性，方程式为A2- + H2O
（2）A不正确，因为温度无法确定。溶液显中性，说明氢氧化钾的物质的量小于NaHA，因此选项C正确，D不正确。根据电荷守恒可知，c(H＋)＋c(Na＋)+c(K＋)＝c(HA－)+2c(A2－)＋c(OH－)，又因为c(H＋)＝c(OH－)，所以选项B正确。
（3）①溶解吸热，所以降低温度，所以降低温度，平衡向逆反应方向移动，Ksp减小。
②加入乙酸，则会降低A2－浓度，平衡向正反应方向移动，所以c(Ca2＋)增大。
（4）溶液中OH－的浓度是0.01mol/L，根据溶度积常数的表达式可知
Ksp[Mg(OH)2]=
（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨的原理是：
①X的化学式为 ；
②右图中条件选定的主要原因是（选填字母序号） ；
A．升高温度、增大压强均有利于提高氨的转化率
B．铁触媒在该温度时活性大
C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③若升高温度，达新平衡时，平衡常数将__________(填增大或减小或不变)。
④改变反应条件，会使平衡发生移动。下图表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母序号） ，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号） ；
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电。
⑤用方程式表示氨气溶于水且显弱碱性的过程：
；
⑥氨水中水电离出的c(OH－) 10－7 mol·L-1（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
⑦将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小依次为 。
正确答案
（1）NH3 ② BC③减小④c ；a（2）⑤NH3 + H2O 
本题考查工业合成氨。（1）②合成氨工业条件的选择，增大压强，加快反应速率，提高氨的产率，升高温度主要是考虑催化剂的活性，A错误，B正确；压强不能无限大，要考虑设备的承受能力，C正确；③升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；④增大压强，平衡正向移动，氨气含量增大，c正确；升高温度，平衡逆向移动，氨气含量减小，a正确；（2）⑥氨水电离产生的OH－抑制水的电离；⑦相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后完全反应，生成氯化铵溶液，NH4+水解而显酸性，离子浓度由大到小为c(Cl-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH-)。
抽烟对人体有害。烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白(用Hb表示)化合，发生如下反应：CO+Hb·O2
正确答案
⑴
⑴由方程式可知，K＝
水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的碳制得:C (s)+H2O(g)
(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
① ,② 。
在T温度下该反应的化学平衡常数为 。
(2)另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸气 (H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25 倍。平衡时水蒸气的转化率为 ;向该容器中补充a mol 碳,水蒸气的转化率将 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
正确答案
(1)①v正
(2)25% 不变 (3)向右 向左 向左
(1)根据Ⅰ可知,K=
(2) C(s)+H2O(g)
起始量(mol) 1.0
转化量(mol) x x x
平衡量(mol) 1.0-x x x
所以有1.0-x+x+x=1.25×1.0
解得x=0.25
所以转化率是
碳是固体,所以增加碳的质量,平衡不移动,水蒸气的转化率不变。
(3)增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动。因为反应是体积减小的、吸热的可逆反应,所以降低压强或降低温度平衡都向逆反应方向移动。
（10分）在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g)
（1）CO和H2O浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝________mol/(L·min)．t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
(2)t1℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表．
①表中3 min～4 min 之间反应处于________状态；c1________0.08 mol/L(填“>”“<”或“＝”)．
②反应在4 min～5 min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是________(单选)，表中5 min～6 min之间数值发生变化，可能的原因是________(单选)．
a．增加水蒸气 b．降低温度 c．使用催化剂 d．增加氢气浓度
正确答案
(1)0.03 (2)①平衡 > ②d a
(1)v(CO)＝
(2)①0 min～2 min, c(CO)减小 0.062 mol/L，即平均速率为0.031 mol/(L·min)，由于反应速率一般随反应的进行而减慢，所以2 min～3 min, c(CO)的减小值小于0.31 mol/L，因此c1>(0.138－0.031) mol/L>0.08 mol/L；
②由于降低温度平衡向右移动，所以4 min～5 min的条件变化不是b，由于c(CO2)减小，应是增加了H2浓度；第5 min～6 min, c(CO)减小，c(H2O)增大，c(CO2)增大，应是增加了水蒸气．
（6分）如图所示，向A中充入 1mol X和1mol Y，向B中充入 2mol X和2mol Y，
起始时VA=VB="aL" 。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：X + Y 
_ A B
（1）A中的X的转化率 αA=__________；
（2）A、B中X的转化率αA ______αB (填“>、=、<”)
（3）打开K，一段时间后又达到平衡时，A 的体积为_______ L(连通管中的气体体积不计)
正确答案
（1）40%（2分）（2）＞（2分）（3）2.6aL（2分）
(1)根据上图装置知A容器保持温度和压强一定，所以A容器的容积与A容器内气体的物质的量成正比，设A容器中消耗的X的物质的量为m，则有n(始):n(平)=V(始):V(平),即2:(2+m)=a:1.2a，所以m=0.4mol，故A容器中X的转化率为40%.
(2)对B容器来讲，开始时保持温度和体积一定，起始时B容器中各组分的浓度大于A容器中对应组分的浓度，根据浓度对化学反应速率的影响知开始时B容器中的化学反应速率大；欲比较A、B两容器中X的转化率的大小，可做如下假设：
_ A B
假设过程中A与B为等效平衡，所以X的转化率相等，A扩大容积后，根据上述反应知A中X的转化率增大至40%，B中X的转化率减小，所以题设条件下B中X的转化率小于A中X的转化率。
(3)当活塞K打开后，A、B所组成的容器和原A容器均保持温度和压强一定，且反应物的物质的量之比相等，所以两者为等效平衡，反应达平衡时X的转化率为40%，所以此条件下反应达平衡时，A、B容器的总体积为3.6aL，故A容器的容积为2.6aL。
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